海洋是地球生命的起源地，同時也孕育了豐富多樣的自然現(xiàn)象，其中發(fā)生在中東太平洋的厄爾尼諾和拉尼娜分別被稱為海洋中的“小男孩”和“小女孩”，它們一旦淘氣起來，會對氣候系統(tǒng)產(chǎn)生非常大的影響，引起全球范圍內(nèi)的洪澇、干旱、異常增暖或降溫等事件。那么“小男孩”和“小女孩”究竟是何方神圣？為什么它們發(fā)生在赤道，卻可以影響全球的氣候呢？

厄爾尼諾與拉尼娜誕生記

秘魯是南美洲太平洋沿岸國家，由于秘魯寒流是強(qiáng)大的上升性寒流，能夠把海底的淤泥上泛到海面，從而給浮游生物帶來營養(yǎng)物質(zhì)，大量繁殖的浮游生物又成為了魚蝦的餌料，使這里形成了世界上著名的秘魯漁場。

19世紀(jì)時，南美洲太平洋沿岸漁民發(fā)現(xiàn)，每隔幾年的10月到次年3月都會出現(xiàn)自北向南的暖流，使得秘魯沿岸海水比正常時候偏暖很多，造成秘魯漁場中喜歡冷水的魚類大量死亡。由于這種情況在圣誕節(jié)前后最為嚴(yán)重，因此當(dāng)?shù)貪O民稱之為“小男孩”或“圣嬰”，秘魯漁場也因此成為厄爾尼諾現(xiàn)象的發(fā)源地。厄爾尼諾發(fā)生時海表溫度偏暖；拉尼娜發(fā)生時海表溫度偏冷

自然界的事物總是成雙成對地出現(xiàn)，有“小男孩”就會有“小女孩”。發(fā)生在赤道太平洋中部和東部的海水異常偏冷事件就被稱為拉尼娜（西班牙語中“小女孩”之意），它與厄爾尼諾現(xiàn)象正好相反，也稱為“反厄爾尼諾”或“冷事件”。

當(dāng)赤道中東太平洋海域，海表溫度高出常年平均值0.5℃時，即進(jìn)入厄爾尼諾狀態(tài)，這種狀態(tài)持續(xù)6個月以上便形成一次厄爾尼諾事件，反之則是拉尼娜事件。

你方唱罷我登場

正常情況下，中東太平洋表面海水被太陽曬熱后，會在向西的信風(fēng)作用下吹向太平洋西部，使得暖水在西部堆積下沉，因此西部海平面要比東部高將近60厘米。暖水堆積也使得海盆西部氣溫較高、大氣垂直上升。海盆東部海水被向西輸運(yùn)造成水體虧空后，會由下層的冷海水上升而填補(bǔ)，進(jìn)而冷卻海表，導(dǎo)致東太平洋氣溫較低、大氣垂直下沉。因此在太平洋上空，形成西上東下、低空東風(fēng)而高空西風(fēng)的東西向閉合環(huán)流圈，被稱作沃克環(huán)流。

正常狀況下的海洋和大氣狀況

厄爾尼諾發(fā)生時的海洋和大氣狀況

拉尼娜發(fā)生時的海洋和大氣狀況

當(dāng)沃克環(huán)流變?nèi)鯐r，自東太平洋向西堆積的暖水變少，由于太平洋西部海水變冷、東部海水變暖，就形成了厄爾尼諾現(xiàn)象。而當(dāng)沃克環(huán)流變得異常強(qiáng)烈，西部海水變得更暖、東部海水變得更冷，就形成了拉尼娜現(xiàn)象。與“小男孩”相比，“小女孩”發(fā)生的次數(shù)相對較少，持續(xù)時間也較短，但二者又相互依存。當(dāng)厄爾尼諾還在盡情展示著它的巨大威力時，拉尼娜可能已經(jīng)悄無聲息地開始孕育，然后在厄爾尼諾消退后接替上場。

“小女孩”發(fā)脾氣了

正常情況下赤道地區(qū)溫度高，空氣上升，而極地地區(qū)溫度低，空氣下沉，高空產(chǎn)生自北向南的風(fēng)場。在地球旋轉(zhuǎn)的作用下，由赤道向北極運(yùn)動的風(fēng)場不斷右偏，在中緯度形成環(huán)繞地球一圈的西風(fēng)帶急流。極地的冷空氣因此被西風(fēng)急流牢牢束縛在北極圈附近。赤道和北極的溫度差異越大，西風(fēng)帶就越強(qiáng)，對極地冷空氣的束縛也就越強(qiáng)。

正常情況時極地冷渦與西北帶

拉尼娜時西北帶容易減弱，冷空氣南下，形成寒潮

當(dāng)拉尼娜現(xiàn)象發(fā)生時，赤道地區(qū)變冷，如果遇上北極也異常增暖，那么赤道和北極的溫度梯度就會減弱，使得西風(fēng)帶減弱，從而不能有效束縛極地冷空氣。這樣盤踞在西伯利亞地區(qū)的冷空氣就會頻繁南下侵入中國（即發(fā)生寒潮事件），從而導(dǎo)致中國冬春季節(jié)的極端寒冷天氣，而在其他地區(qū)則會伴隨南方暖空氣向北的移動。

厄爾尼諾對中國的影響

拉尼娜對中國的影響

厄爾尼諾和拉尼娜主要通過調(diào)整全球天氣系統(tǒng)（即“大氣橋”或“遙相關(guān)”），從而對千里之外的東亞、南亞、非洲、北美大陸上的國家和地區(qū)造成重大災(zāi)害性影響，如發(fā)生大暴雨、干旱、極端高溫、嚴(yán)寒和超強(qiáng)熱帶氣旋(或颶風(fēng))等。2020年12月底至2021年1月初，席卷全國的重大寒潮過程就被認(rèn)為與拉尼娜狀態(tài)有關(guān)，因?yàn)槔崮纫坏┻_(dá)到一定強(qiáng)度就容易誘發(fā)寒潮事件。

厄爾尼諾和拉尼娜盡管發(fā)生在赤道太平洋，卻可以給千里乃至萬里之外的國家和地區(qū)帶來巨大影響。雖然科學(xué)家們在預(yù)報它們的發(fā)生時間和強(qiáng)度等方面取得了一定進(jìn)展，但離全面掌握其演變規(guī)律還有很大差距，有待未來更多的探索。

作者：龍上敏（河海大學(xué)海洋學(xué)院）

責(zé)任編輯：陳天昊美術(shù)

編輯：周游

來源：《知識就是力量》雜志


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